反激变压器学习笔记(初学,反激电源制作)

1. 匝数比

公式：

$$N=(Vin(min)/(V_o+V_f))\ast (D/(1-D))$$

• Vin(min): 最小输入电压，例如220V交流电有效值最低有可能会到185V,整流滤波要乘以$$\sqrt{2}$$所以是

$$Vin(min)=185\ast \sqrt{2}$$

• Vo:输出电压$$V_o=5$$
• Vf:输出二极管导通压降,看二极管导通压降进行判断$$V_f=0.7$$
• D: 最大占空比, 一般取0.4 $$D=0.4$$
  可计算出的匝数比是
  $$N=((185\ast \sqrt{2})/(5+0.7))/\ast (0.4/(1-0.4))\approx 30$$

2. 原边电感

确认好

匝数比

之后，要确认 原边线圈的电感值

公式为:

$$L_p=(\eta \ast D^2\ast V_{{\text{in}}_{\text{min}}}^2)/(2\ast fsw\ast P_o)$$

• 其中ETA是效率,先去一个估计值75%
  $$\eta =0.75$$
• D: 最大占空比,前面说了是0.4
  $$D=0.4$$
• Vin(min): 最小的输入电压是185V

$$\eta \ast D^2\ast V_{{\text{in}}_{\text{min}}}^2=0.75\ast 0.4^2\ast (185v\ast \sqrt{2}{)}^2$$

• fsw: 频率。取决于使用的芯片。这里使用的是65khz来计算
• Po: 输出功率,这里使用的是10w来计算
  $$L_p=(0.75\ast 0.4^2\ast (185v\ast \sqrt{2}{)}^2)/(2\ast 65000hz\ast 10w)\approx 6.2mH$$

3. 选定磁芯

磁芯的大小一般就和输出功率有关。

因为磁芯越大就可以选用更粗的线绕更多的线圈,一般选多大的磁芯就是根据经验

我们这里选用EE22,就能确认截面积

4. 线圈匝数

确认原边线圈的匝数,公式

$$N_p=(L_p\ast I_{\text{p}\text{k}})/(B_m\ast A_e)$$

• Lp:电感量,可跳转看Lp计算公式
• Ipk:原边峰值电流的大小
  $$I_{\text{pk}}=(2\ast P_o)/(\eta \ast Vin\ast D)$$
• Bm:最大磁通密度,一般取0.25T
• Ae:磁芯的截面积,怎么选取看这里

$$N_p=(6.2mH\ast 0.26A)/(0.25T\ast 40.8m{m}^2)\approx 157匝$$

5. 副边匝数

$$N_s=N_p/N$$
$$N_s=157/30\approx 5.2$$

但实际匝数不可能会有0.2匝，所以取整是6匝

再根据匝比反推出原边匝数是180匝
$$N_p=N_s\ast N=6\ast 30=180$$

如果芯片需要辅助绕组来供电,芯片的要求电压(15V左右,看芯片),一般变压器另一端是5V转变
$$N_{\text{AUX}}=(15v/5v)\ast 6=18$$

6. 线径

绕线的直径

一般来说通过5A的电流就需要1mm^2粗的线，所以要计算出线圈中电流的有效值(**原边电流: 0.098A,副边电流: 3.13A**)

原边电流计算:
$$D_p=2\sqrt{(I_{{}_{\text{PRMS}}})/J\ast \pi }$$
$$2\sqrt{0.098A/(5A/m{m}^2\ast 3.14)}\approx 0.2mm$$

副边电流计算:
$$D_s=2\sqrt{(I_{{}_{\text{SRMS}}})/J\ast \pi }$$
$$2\sqrt{3.13A/(5A/m{m}^2\ast 3.14)}\approx 0.89mm$$

保险起见可以用1mm，不过还需要考虑到趋肤效应，所以可以改用4跟0.5mm直径的铜丝并联起来用会更好点
$$D_s=4\ast 0.5mm$$

辅助绕组的电流比较小直接用0.1mm就可以了
$$D_{{}_{\text{AUX}}}=0.1mm$$

7.确认变压器

结合以上步骤确认了

• 电感量 Np : 6.2mH
• 磁芯尺寸 : EE22
• 匝数: Np:180匝,Ns:6匝,Naux:18匝
• 线径: Dp:0.2mm; Ds:4*0.5mm; Daux:0.1mm

需要告诉厂家用什么样子的骨架，几个引脚和线圈绕制的方向